Nguyên lí làm việc của máy điện một chiều

Nguyên lý làm việc và phương trình cân bằng điện áp máy phát điện một chiều

    Máy điện một chiều gồm một khung dây abcd và 2 phiến góp được quay quanh trục của nó với tốc độ không đổi trong từ trường của hai cực nam châm N-S. Các chổi điện A và B đặt cố định và tì sát vào phiến góp.

    Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng, các thanh dẫn của dây quấn phần ứng cắt từ trường của cực từ, cảm ứng các sức điện động. Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn thay phải. Ở hình 3-6, từ trường hướng từ cực N đến S (từ trên xuống dưới), chiều quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ, ở thanh dẫn phía trên sđđ có chiều từ b đến a. Ở thanh dẫn phía dưới, sđđ có chiều từ d đến c. Sđđ của phần tử bằng hai lần sđđ của thanh dẫn. Nếu nối chổi điện A và B với tải, trên tải sẽ có dòng điện, điện áp của máy phát điện có cực dương ở chổi A và cực âm ở chổi B.    Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng, các thanh dẫn của dây quấn phần ứng cắt từ trường của cực từ, cảm ứng các sức điện động. Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn thay phải.Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí của phần tử thay đổi     Nếu máy chỉ có một phần tử, điện áp đầu cực sẽ như hình 3-7a. Để điện áp lớn hơn và ít nhấp nhô như hình 3-7b, dây quấn phải có nhiều phần tử và nhiều phiến đổi chiều.Ở chế độ máy phát, dòng điện phần ứng cùng chiều với sđđ phần ứng E_ư. Phương trình cân bằng điện áp là:

U = E ư - I ư R ư

R_ư là điện trở dây quấn phần ứngU là điện áp đầu cực máyI_ưR_ư là điện áp rơi trên dây quấn phần ứng.E_ư là sức điện động (sđđ) phần ứng.

Nguyên lý làm việc và phương trình cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều.

    Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B (dương ở A và âm ở B), trong khung dây abcd có dòng điện. Khung dây abcd có điện nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ (xác định theo quy tắc bàn tay trái), sinh ra mômen làm quay khung dây.    Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn ab,cd đổi chỗ cho nhau, nhưng do có phiến góp đổi chiều dòng điện, nên chiều lực tác dụng không đổi, đảm bảo chiều quay của khung dây (tức rôto) không đổi.     Khi rôto quay, các thanh dẫn rôto cắt từ trường sẽ cảm ứng sđđ E_ư. Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải. ở động cơ, chiều sđđ Eư ngược chiều với dòng điện I_ư nên E_ư được gọi là sức phản điện.    Phương trình cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều là:

U = E_ư + I_ưR_ư